CUESTIÓN 2. - Se disponen de tres recipientes que contienen en estado gaseoso 1 L de metano, 2 L de nitrógeno y 1, 5 L de ozono, respectivamente, en las mismas condiciones de presión y temperatura. Justifica : a) ¿Cuál contiene mayor número de moléculas? B) ¿Cuál contiene mayor número de átomos? C) ¿Cual tiene mayor densidad? Prueba de Selectividad, Andalucia, Junio 2012, QUIMICA.
En resumen
Todos tiene la relación de 22. 4 L = 1 mol Sacamos cuántos moles equivale cada uno <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%28CH_%7B4%7D%20%5C%201L%20%29%20%5Cfrac%7B1%20%5C%20mol%7D%7B22.4%7D%3D0.
Todos tiene la relación de 22.
4 L = 1 mol
Sacamos cuántos moles equivale cada uno
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%28CH_%7B4%7D%20%5C%201L%20%29%20%5Cfrac%7B1%20%5C%20mol%7D%7B22.4%7D%3D0.0446%20%5C%20mol%20%5C%5C%20%5C%5C%20%28N%20%5C%202L%29%20%5Cfrac%7B1%20%5C%20mol%7D%7B22.4%7D%3D0.0892%20%5C%20mol%20%5C%5C%20%5C%5C%20%28O_%7B3%7D%20%5C%201.5L%29%5Cfrac%7B1%20%5C%20mol%7D%7B22.4%7D%3D0.0669%20%5C%20mol" />
Calculamos sus masa molares
CH4 = 12 + 4 = 16g / mol
N2 = 14g× 2 = 28g / mol
O3 = 16g× 3 = 48g / mol
Después las multiplicamos por sus respectivos moles, así solo quedan los gramos, ya que los moles se eliminan.
CH4 = 16g / mol× 0.
0446 mol = 0.
7136g
N2 = 28g / mol× 0.
0892 mol = 2.
4976g
O3 = 48g / mol× 0.
0669 mol = 3.
216g
Ahora calculamos la densidad
CH4 = 0.
7136g / 1L = 0.
7136 g / L
N2 = 2.
4976g / 2L = 1.
2488 g / L
O3 = 3.
216g / 1.
5L = 2.
144 g / L
Rpta.
El ozono (O3) tiene mayor densidad
Multiplicamos por el número de avogadro, ya que 1 mol = 6.
023x10²³ moléculas
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=CH4%3D%280.0446%20%5C%20mol%296.023x10%5E%7B23%7D%3D2.69x10%5E%7B22%7Dmoleculas%20%5C%5C%20%5C%5CN2%3D%20%280.0892%20%5C%20mol%296.023x10%5E%7B23%7D%3D5.37x10%5E%7B22%7Dmoleculas%5C%5C%20%5C%5C%20O3%3D%20%280.0669%20%5C%20mol%296.023x10%5E%7B23%7D%20%3D4.04x10%5E%7B22%7D%20moleculas" />
Rpta.
El nitrógeno tiene mayor número de moléculas
Multiplicamos el número de átomos por molécula de cada especie
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=CH4%3D%282.69x10%5E%7B22%7D%295atomos%3D%201.345%20x10%5E%7B23%7D%20atomos%20%5C%5C%20%5C%5C%20N2%3D%285.37x10%5E%7B22%7D%292atomos%3D%201.074x10%5E%7B23%7D%20atomos%5C%5C%20%5C%5C%20O3%3D%284.04x10%5E%7B22%7D%293atomos%3D1.212x10%5E%7B23%7D%20atomos%20%5C%5C%20%5C%5C%20" />
Rpta.
El metano, mayor número de átomos.
Solución para la cuestión 2 de la prueba de Selectividad, Andalucia, Junio 2012, QUIMICA
a) Bajo la premisa de condiciones normales, calculamos los moles que hay en cada una de las moléculas :
nCH₄ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7BP.V%7D%7BRT%7D%20%3D%20%20%5Cfrac%7B1.P%7D%7BR.T%7D%20%0A%20%20" />
moléculasCH₄ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B1.P%7D%7BR.T%7D" /> .
6, 023.
10²³
nN₂ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7BP.V%7D%7BRT%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B2.P%7D%7BR.T%7D%20" />
moléculas N₂ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B2.P%7D%7BR.T%7D%20" />.
6, 023.
10²³
nO₃ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7BP.V%7D%7BRT%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B1%2C5.P%7D%7BR.T%7D%20" />
moléculasN₂ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B2.P%7D%7BR.T%7D%20" />.
6, 023.
10²³
Observando las relaciones resultantes, existen más moléculas de N₂ (Nitrógeno)
b) Calculamos ahora cual es el número de átomos de cada una de las moléculas :
ÁtomosCH₄ = 5.
Moléculas CH₄ = 5.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B1.P%7D%7BRT%7D.%20" /> 6, 023.
10²³
ÁtomosN₂ = 2.
Moléculas N₂ = 2.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B2.P%7D%7BRT%7D.%20" /> 6, 023.
10²³
Átomos O₃ = 3.
Moléculas N₂ = 3.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B1%2C5.P%7D%7BRT%7D.%20" /> 6, 023.
10²³
Comparando las relaciones de número de átomos de cada especie es notorio que existen más átomos en el Metano (CH₄)
c) Determinamos cual es la especie con mayor densidad, esto se obtiene mediante la relación de la masa entre el volumen
dCH₄ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7Bg%7D%7BV%7D%20%3D%20%20%5Cfrac%7BPm.P%7D%7BRT%7D%20%3D%20%20%5Cfrac%7B16.P%7D%7BRT%7D%20" />
dN₂ = [img = 10]
dO₃ = [img = 11]
Por tanto, el ozono (O₃) es el que tiene mayor densidad.
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CUESTIÓN 2. - Se dispone de tres recipientes que contienen en estado gaseoso : A = 1 L de metano ; B = 2 L de nitrógeno molecular ; C = 3 L de ozono, O3, en las mismas condiciones de presión y temperatura. Justifica :…
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